В поисках экзотического парообразования в модели Хаббарда: многие-частичное вычисление и микроскопия квантовых газов

Парование с конечным импульсом, иллюстрируемое состояниями Фулде–Феррелла–Ларкинова–Охчинникова (FFLO), представляет собой парадигматическую форму необычной сверхтекучести, обусловленную несоответствием ферми-поверхностей, однако его обнаружение в двухмерных системах по-прежнему остается затруднительным. В этой работе мы изучаем допированный, с неравным числом спиновых компонент привлекательный модель Хаббарда, используя комбинированный экспериментальный и вычислительный подход на основе микроскопии квантовых газов и квантового Монте-Карло с вспомогательным полем и ограниченным путём (constrained-path auxiliary-field quantum Monte Carlo), при этом прямые сравнения показывают количественное согласие для короткозаметных корреляций при экспериментально доступных температурах. Мы выявляем широкие режимы по плотности и намагниченности, в которых проявляются FFLO-корреляции, и устанавливаем их эволюцию при конечных температурах, при этом чёткие признаки парования с конечным импульсом уже наблюдаются при экспериментально достижимых температурах. Корреляции типа Spin–XY выявлены как надёжный, напрямую измеримый показатель физики FFLO. Получены количественные характеристики температурной зависимости различных наблюдаемых величин и корреляций, которые проясняют взаимовлияние парообразования и конкурирующих упорядоченностей.